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公開番号2025033430
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023139145
出願日2023-08-29
発明の名称インバータ
出願人日産自動車株式会社
代理人弁理士法人後藤特許事務所
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250306BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】モータハウジング内に配置されたインバータの小型化する。
【解決手段】モータハウジング内に配置されるインバータが提供される。このインバータは、モータ軸に直交する複数の層からなるとともに、モータ軸端部に対向して配置される電子基板と、電子基板の外周上に設けられた複数のパワー半導体素子とを備える。電子基板の複数の層は、Pパタンと、Nパタンとを備える第1層と、Pパタンに接続するP中継パタン及びNパタンに接続するN中継パタンの少なくとも一方と、モータのU相、V相、W相にそれぞれ接続するUパタン、Vパタン、Wパタンとを備える第2層とを含む。Pパタンは、正極側ラインとパワー半導体素子に、直接またはP中継パタンを経由して接続し、Nパタンは、負極側ラインとパワー半導体素子に、直接またはN中継パタンを経由して接続し、Pパタン及びNパタンは、パワー半導体素子を介してUパタン、Vパタン及びWパタンに接続する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
電源とモータとに接続されるとともに、前記モータを収容するモータハウジング内に配置されるインバータであって、
前記モータのモータ軸に直交する複数の層からなるとともに、前記モータのモータ軸端部に対向して配置される電子基板と、
前記電子基板の外周上に設けられた複数のパワー半導体素子と、を備え、
前記電子基板の複数の層は、
前記電源の正極側ラインと前記パワー半導体素子とを接続するためのＰパタンと、前記電源の負極側ラインと前記パワー半導体素子とを接続するためのＮパタンとを備える第１層と、
前記Ｐパタンに接続するＰ中継パタン及び前記Ｎパタンに接続するＮ中継パタンの少なくとも一方と、前記モータのＵ相、Ｖ相、Ｗ相にそれぞれ接続するＵパタン、Ｖパタン、Ｗパタンとを備える第２層とを含み、
前記Ｐパタンは、前記正極側ラインと上アームを構成する前記パワー半導体素子の第１端子に、直接または前記Ｐ中継パタンを経由して接続し、
前記Ｎパタンは、前記負極側ラインと下アームを構成する前記パワー半導体素子の第２端子に、直接または前記Ｎ中継パタンを経由して接続し、
前記Ｐパタン及び前記Ｎパタンは、前記上アームを構成する前記パワー半導体素子の第２端子及び前記下アームを構成する前記パワー半導体素子の第１端子とを介して前記Ｕパタン、前記Ｖパタン及び前記Ｗパタンに接続する、
インバータ。
続きを表示（約 570 文字）【請求項２】
請求項１に記載のインバータであって、
前記Ｕパタン、前記Ｖパタン、前記Ｗパタンは、前記モータのＵ相、Ｖ相、Ｗ相に接続する端子が前記電子基板の外周から突出している、
インバータ。
【請求項３】
請求項２に記載のインバータであって、
前記電子基板は、銅基板であり、
前記モータのＵ相、Ｖ相、Ｗ相に接続する端子は、前記Ｕパタン、前記Ｖパタン及び前記Ｗパタンと同一の部品である、
インバータ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載のインバータであって、
前記モータハウジングは冷媒が流れる冷媒流路を備え、
前記第１層は、前記Ｐパタン及び前記Ｎパタンと前記パワー半導体素子との接続部が前記電子基板の外周縁上に位置し、
前記第２層は、前記Ｕパタン、前記Ｖパタン及び前記Ｗパタンが、前記電子基板の外径側に周状に位置し、前記Ｐ中継パタン及び前記Ｎ中継パタンは、前記Ｕパタン、前記Ｖパタン及び前記Ｗパタンよりも前記電子基板の内径側に位置し、前記Ｕパタン、前記Ｖパタン及び前記Ｗパタンと前記パワー半導体素子との接続部が前記電子基板の外周縁上に位置し、
前記パワー半導体素子は、前記冷媒流路に当接する、
インバータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、モータシステムを小型化するため、モータハウジング内のモータ軸端上にインバータを配置する構造が知られている。
【０００３】
特許文献１には、円筒形状のモータの軸端上に多相インバータ回路を配置した、インバータモジュールが開示されている。このインバータモジュールでは、各相インバータ回路をモータ軸に対して周方向に配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００７－１１６８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のインバータモジュールは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のバスバをモータの軸周辺から取り出し、３つのバスバを重ねた構造にしている。このため、バスバの厚さや、バスバ間の絶縁材または絶縁距離分だけスペースが必要となる。即ち、モータ軸端上にインバータを配置しても、インバータとモータ各相とを接続する強電配線によりインバータが大型化し、モータシステムを十分に小型化できない虞がある。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みたものであり、モータハウジング内に配置されたインバータの小型化を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、電源とモータとに接続されるとともに、モータを収容するモータハウジング内に配置されるインバータが提供される。このインバータは、モータのモータ軸に直交する複数の層からなるとともに、モータのモータ軸端部に対向して配置される電子基板と、電子基板の外周上に設けられた複数のパワー半導体素子とを備える。電子基板の複数の層は、電源の正極側ラインとパワー半導体素子とを接続するためのＰパタンと、電源の負極側ラインとパワー半導体素子とを接続するためのＮパタンとを備える第１層と、Ｐパタンに接続するＰ中継パタン及びＮパタンに接続するＮ中継パタンの少なくとも一方と、モータのＵ相、Ｖ相、Ｗ相にそれぞれ接続するＵパタン、Ｖパタン、Ｗパタンとを備える第２層とを含む。Ｐパタンは、正極側ラインと上アームを構成するパワー半導体素子の第１端子に、直接またはＰ中継パタンを経由して接続し、Ｎパタンは、負極側ラインと下アームを構成するパワー半導体素子の第２端子に、直接またはＮ中継パタンを経由して接続し、Ｐパタン及びＮパタンは、上アームを構成するパワー半導体素子の第２端子及び下アームを構成するパワー半導体素子の第１端子とを介してＵパタン、Ｖパタン及びＷパタンに接続する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、モータ軸端部に対向して配置される電子基板の複数の層は、電源の正極側ラインとパワー半導体素子とを接続するためのＰパタンと、電源の負極側ラインとパワー半導体素子とを接続するためのＮパタンとを備える第１層と、Ｐパタンに接続するＰ中継パタン及びＮパタンに接続するＮ中継パタンの少なくとも一方と、モータのＵ相、Ｖ相、Ｗ相にそれぞれ接続するＵパタン、Ｖパタン、Ｗパタンとを備える第２層とを含む。また、Ｐパタン及びＮパタンは、上アームを構成するパワー半導体素子の第２端子及び下アームを構成するパワー半導体素子の第１端子とを介してＵパタン、Ｖパタン及びＷパタンに接続する。このように、ＰパタンとＮパタンを電子基板の第１層に、Ｐ中継パタン及びＮ中継パタンの少なくとも一方と、Ｕパタン、Ｖパタン、Ｗパタンとを電子基板の第２層に配置しているため、電子基板のスペースを有効活用して、電子基板内で上下に配線を接続することができる。これにより、モータの各相とインバータとを電子基板の２層で接続することができ、モータハウジング内に配置されたインバータを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、各実施形態に共通するインバータを含むモータシステムの回路図である。
図２は、インバータの配置を説明する図である。
図３は、電子基板の第１層及び第２層を示す図である。
図４は、インバータに電流が流れる場合の流れ方向の例を示す図である。
図５は、インバータに電流が流れる場合の流れ方向の例を示す図である。
図６は、第１実施形態の変形例によるインバータにおける電子基板の第１層及び第２層を示す図である。
図７は、第２実施形態における電子基板の第１層及び第２層を示す図である。
図８は、インバータに電流が流れる場合の流れ方向の例を示す図である。
図９は、インバータに電流が流れる場合の流れ方向の例を示す図である。
図１０は、第３実施形態における電子基板の第１層及び第２層を示す図である。
図１１は、第３実施形態の変形例における電子基板の第１層及び第２層を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面等を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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